Question

8．如图1所示，小水塘平静的水面上漂浮着一个乒乓球，小帆试图用扔石子激起水波的方法将乒乓球推向水塘边．她发现小石子扔进水中，激起了一圈圈水波向外扩展，而球几乎只在原处“蹦蹦跳跳”，并未随水波向外水平移动．

小帆猜想其中原因可能是：
A．小石子使水产生的振动不够强，水波太小，水对乒乓球的水平推力太小
B．兵兵球浸入水中深度过浅，水对它的水平推力太小
C．向外逐渐扩展的水波，是被石子击中的那部分水，将竖直方向的振动向外依次传播而形成，而水并未水平移动，故对乒乓球没有产生水平推力
为了验证猜想，她设计了如下的实验方案：
①安全起见，选择一个水深较浅（膝盖以下）的水池，将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上（它们浸入水的深度不同），如图2所示；
②用手替代石子，以一定的频率沿竖直方向拍打水面O点处；
③拿走纸船和木块，改变拍打水面的方向，观察乒乓球的运动情况．
请回答以下问题：
（1）在验证猜想A时，她用不同的力度沿竖直方向拍打水面，若发现乒乓球没有水平移动，则说明：球是否能水平移动与水波大小无关（选填“有关”或“无关”）．
（2）实验方案①②是为了验证猜想B（选填序号字母），实验时，若观察到三个物体都只在原位置上下振动，小帆由此得到：“乒乓球是否水平移动与浸入深度无关．”你认为这一结论是否可靠？，原因是：没有控制三个物体的质量相同．
（3）实施方案③时，若发现除了竖直拍打外，其他拍打方向均能使乒乓球在水平方向上移动，说明当时小帆所扔的石子几乎是以竖直方向入水，要验证猜想C，再提供几个相同的兵兵球，请你设计一个实验方案：将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上，用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处，观察乒乓球的运动情况．

Answer 1

分析 （1）用不同的力拍打水面，振动强度不同，球不移动，说明球能否移动与振动强度无关；
（2）分析①②改变的是猜想中的哪个量，从而得出结论；
（3）根据实验现象确定乒乓球能够水平移动的影响因素，然后推测乒乓球不移动的原因；
根据猜想C的内容，要验证该猜想，应将乒乓球置于与圆心不同距离的位置，使圆心处水振动，

解答 解：（1）小帆用不同的力度沿竖直方向拍打水面，水振动强度不同，若发现乒乓球没有水平移动，则说明：球是否能水平移动与水波大小无关；
（2）将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上，改变了物体浸入水的深度，然后用手拍打，观察现象，可验证猜想B；
（3）根据题意，竖直方向拍打水，乒乓球不移动，其它方向拍打水，乒乓球都移动，当时小帆扔石子后，乒乓球没有移动，说明石子几乎是以竖直方向入水的；
猜想C被石子击中的那部分水，将竖直方向的振动向外依次传播而形成，而水并未水平移动，所以要验证该猜想，应将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上，用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处，观察乒乓球的运动情况．
故答案为：（1）无关；（2）B；不可靠；没有控制三个物体的质量相同；（3）竖直；将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上，用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处，观察乒乓球的运动情况．

点评 本题是探究性实验，根据题目给出的几个猜想，实验中应采用控制变量法．要学会根据猜想方案来设计实验，并学会根据实验现象来总结结论．这些都是解决实验题目应该具备的能力．